激光位移傳感器安裝位置標定及其應用研究.pdf

1、隨著機器人技術和離線編程技術的發(fā)展，機器人制孔技術在飛機制造裝配領域中的應用越來越廣泛。提高飛機結構件上連接孔的制孔精度和質量對于改善飛機結構件抗疲勞性能，提升飛機的使用壽命和安全性具有重要意義。機器人重復性好但絕對定位精度較低，因此在末端執(zhí)行器集成各類傳感器并實現(xiàn)機器人位置和姿態(tài)誤差的補償是提升機器人制孔精度的一項關鍵技術。本文以機器人自動化制孔系統(tǒng)為研究平臺，對機器人末端執(zhí)行器上安裝的激光位移傳感器的安裝位置標定問題進行了深入的研究

2、。
　　第一章主要介紹了國內外自動化制孔技術的研究現(xiàn)狀，提出本文研究的背景和意義。同時對于自動化制孔技術中法向修正技術的研究應用和現(xiàn)狀進行了分析。最后給出了本文的研究內容和總體框架。
　　第二章對機器人自動化制孔系統(tǒng)以及關鍵組成部分做了詳細的介紹，同時對刀具坐標系標定方法進行了闡述說明。首先介紹了機器人自動化制孔系統(tǒng)的硬件組成，包括工業(yè)機器人、末端執(zhí)行器和激光跟蹤儀等，然后詳細論述了基于點、線、面的TCP標定方法。
　

3、　第三章提出了一種激光位移傳感器安裝位置標定方法。針對激光位移傳感器標定的平面和球面模板兩種方法，進行了理論建模和仿真對比實驗，對比兩種標定模板的標定精度。最后以機器人制孔系統(tǒng)為平臺，對基于球面模板的傳感器標定方法進行了標定實驗，驗證仿真結論的正確性和方法的可行性。
　　第四章提出了一種位移傳感器標定過程中標定姿態(tài)的選擇優(yōu)化方法。首先對標定過程中的影響因素如測量長度、測量誤差、標定參數(shù)個數(shù)等進行了分析。然后介紹了五種標定測量姿態(tài)的

4、評價指標-可觀測指數(shù)OIs（observability index）。最后通過對兩千組測量姿態(tài)分別使用這五種評價指標進行姿態(tài)的選擇優(yōu)化，得出最優(yōu)姿態(tài)和最佳評價指標，提高了球面標定算法的誤差抑制能力。
　　第五章介紹了機器人制孔過程中基于激光位移傳感器測量的法向測量和法向調整方法。首先介紹了法向測量方法，通過仿真實驗分析了測量誤差對法向測量結果的影響。最后介紹了機器人位姿變換和法向調整算法。
　　第六章對全文的研究工作進行了總